IL MICROSCOPIO A FORZA
ATOMICA (AFM)
I microscopi che vedono i singoli atomi sono
molto più semplici di come tu possa immaginare
In questa dimostrazione ti presentiamo l’AFM (Atomic Force Microscope) che si basa
su due semplici concetti: il principio della leva e il meccanismo di retroazione.
1) IL PRINCIPIO DELLA LEVA SU SCALA ATOMICA
Il campione che si vuole vedere viene fatto scorrere sotto una leva munita di una sottilissima
punta che ne sfiora la superficie ... una sorta di banalissimo profilometro.
La leva è talmente piccola che si deflette in prossimità di ciascun atomo della superficie
sotto l’influenza della forza atomica.
Un fascio laser riflesso dalla leva, fa poi da leva ottica per amplificare lo spostamento della
punta su uno schermo.
2) IL MECCANISMO DI RETROAZIONE
In realtà noi eseguiamo un grande numero di retroazioni ogni giorno e in modo estremamente efficiente, ad esempio per stare in piedi in equilibrio. Il
nostro cervello, tramite dei sensori situati all’interno delle orecchie, rileva una tendenza di spostamento e mando subito un comando ai nostri muscoli
per contrastare questo spostamento e farci stare in equilibrio. Questa retroazione l’abbiamo però imparata quando eravamo molto piccoli e avevamo il
nostro hard disk praticamente nuovo, e comunque abbiamo impiegato alcuni mesi per ottimizzarla al meglio.
Prof. Roberto Gotter
Sia dal punto di vista tecnologico sia per la natura della forza atomica, invece di rilevare la posizione del fascio riflesso sullo schermo e tradurla in profilo
della superficie, è molto più semplice ed efficace fare una retroazione sulla punta stessa.
Si sposta alto/basso il supporto della punta in modo da mantenere fisso il fascio laser riflesso al centro dello schermo. Si va quindi a registrare lo
spostamento che si è dovuto applicare al supporto della punta e si ricostruisce il profilo atomico della superficie.
Questa operazione di retroazione la esegue in modo egregio il computer; tu proverai a farla con il simulatore macroscopico e ti renderai conto quanto
siamo inefficienti per fare questa retroazione.
